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生物学
携囊泡的VvSWEET15作为信号分子参与葡萄果实韧皮部糖转运网络
葡萄(Vitis vinifera)是世界栽培面积最大的果树作物,其果实具有极发达的维管系统,是研究果实韧皮部功能的理想材料。韧皮部是运输光合同化产物以及信号分子如蛋白质、RNA、氨基酸、激素到库器官的通道,目前关于信号分子参与韧皮部复杂糖转运网络的研究还很少。本研究发现:1、己糖转运蛋白VvSWEET15在始熟后葡萄果实中特异表达,且表达量急剧增加,一直到果实完熟期均保持较高水平的表达,外源葡萄糖、果糖处理能使VvSWEET15表达量上调;2、亚细胞定位、原位杂交、免疫荧光、免疫组化以及免疫胶体金实验证明VvSWEETl在果肉维管束韧皮部细胞表达,然后通过囊泡运输方式被运输到韧皮部伴胞的质膜、各小液泡的液泡膜、细胞核、韧皮薄壁细胞的质膜和各小液泡的液泡膜以及靠近维管束的果肉细胞质膜和液泡膜上;3、VvSWEET15的瞬时过表达、RNAi、VIGS以及烟草和番茄的异源转化等证实其能够促进果实葡萄糖、果糖等己糖含量的增加,而不影响蔗糖含量;4、酵母单杂交筛库获得两个转录因子VvERF和VvNAC72,生理学、分子生物学和遗传学实验证明他们能够分别正调和负调VvSWEET15的表达,并影响果实糖含量。综上所述,VvSWEET15在始熟后果实维管束韧皮部伴胞合成,一方面作为信号分子通过囊泡运输定位到伴胞细胞核起信号调节功能,一方面在薄壁细胞以及周边果肉细胞质膜、液泡膜上转运己糖,并通过促进果实己糖积累促进葡萄成熟。本研究打破了以往报道的糖转运蛋白主要参与韧皮部质外体卸载的结论,证明了糖转运蛋白可能通过囊泡为载体的系统,作为信号分子参与韧皮部复杂的糖转运网络,为进一步揭示糖转运蛋白的生理功能提供了新的视角。
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首届植物科学前沿学术大会摘要集(一)
2022年
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